Материал по географии (класс) на тему: Прогнозирование. Глобальные прогнозы, гипотезы и проекты — Гипермаркет знаний
Недавно обсуждали с мужем тему, как же изменится наша Земля через много-много лет, а то и раньше. Особенно учитывая бурную человеческую деятельность. Муж упомянул, что существует такое понятие, как «географический прогноз», и он дает ответы на множество подобных вопросов.
Суть географического прогнозирования
Вообще, прогноз - это суждение с долей вероятности о том, какое состояние будет у какого-то объекта или явления в будущем, что основывается на специальных научных методах. Если судить по предмету, то он может быть естествоведческим и обществоведческим. Географический прогноз находится на стыке этих понятий, то есть подразумевает, что какие-то моменты в поведении окружающей среды мы можем изменить, а с какими-то придется смириться и приспосабливаться.
Есть разные виды географических прогнозов. Если судить по охвату территорий, то это глобальный (для всей Земли), региональный (для крупных регионов либо же стран, например, Прибалтики или Беларуси) и локальный (для небольших и преимущественно однородных территорий).
Одним из первых глобальных прогнозов было предположение об изменении климата планеты вследствие хозяйственной деятельности людей еще в 70-ые годы. Было озвучено общее изменение температуры воздуха, таяние ледников, перестройку циркуляции атмосферы - в общем, все то, что мы наблюдаем сейчас.
Я вот проживаю в лесостепной зоне Украины. Однако, согласно прогнозам наших великих умов науки, с таким изменением климата через десяток лет у нас будет полноценная степь. И показателем тому является появление в наших краях видов животных и насекомых, характерных именно для степи.
Какими методами проводят географическое прогнозирование?
Методов довольно много, они часто перекликаются с другими науками. Вот некоторые из них:- дедуктивный;
- индуктивный;
- межсистемного анализа;
- экспертных оценок;
- дерева целей.
И это еще не учитывая, что географическое прогнозирование включает в себя прогнозы систем расселения, социальные, развития сферы обслуживания и много других. Этот вид исследований все еще находится на стадии формирования.
(Документ)
n1.doc
4. Географическое прогнозирование
Вряд ли правомерно приступать к разработке рекомендаций по оптимизации природной среды на более или менее длительную перспективу, не представив себе заранее, как поведут себя в будущем геосистемы в силу присущих им естественных динамических тенденций и под влиянием техногенных факторов. Иными словами, необходимо составить географический прогноз, цель которого, по определению академика В. Б. Сочавы, заключается в разработке представлений о природных географических системах будущего. В способности научного предвидения должно состоять, пожалуй, наиболее весомое свидетельство конструктивного характера географии.Проблемы географического прогнозирования достаточно сложны и многообразны. Этого и следовало ожидать, зная о сложности и многообразии самих объектов прогнозирования – геосистем различных уровней и категорий. В точном соответствии с иерархией самих геосистем оказывается и иерархия прогнозов, их территориальных масштабов. Различаются прогнозы локальные, региональные и глобальные. В первом случае объектами прогноза служат морфологические подразделения ландшафта вплоть до фаций, во втором – речь идет о будущем ландшафтов и региональных систем высших рангов, в третьем – о будущем всей ландшафтной оболочки. Можно утверждать, что сложность задач прогнозирования нарастает по мере перехода от низших ступеней геосистемной иерархии к высшим.
Как известно, всякая геосистема относительно более низкого уровня функционирует и развивается как составная часть систем высших рангов. Практически это означает, что разработка прогноза «поведения» в будущем отдельных урочищ должна осуществляться не иначе как на фоне вмещающего ландшафта, с учетом его строения, динамики, эволюции. А прогноз для всякого ландшафта следует разрабатывать на еще более широком региональном фоне. В конечном счете географический прогноз любого территориального масштаба требует учета глобальных тенденций (трендов).
Разработка прогноза всегда ориентируется на определенные расчетные сроки, т. е. ведется с заранее заданной заблаговре-менностью. Можно говорить, следовательно, и о временных масштабах прогноза. По этому признаку географические прогнозы делят на сверхкраткосрочные (до 1 года), собственно краткосрочные (до 3–5 лет), среднесрочные (на ближайшие десятилетия, чаще до 10–20 лет), долгосрочные (на ближайшее столетие) и сверхдолгосрочные, или дальнесрочные (на тысячелетия и далее). Естественно, что надежность прогноза, вероятность его оправдываемости тем меньше, чем отдаленнее его расчетные сроки.
Принципы географического прогнозирования вытекают из теоретических представлений о функционировании, динамике и эволюции геосистем, включая, разумеется, и закономерности их антропогенной трансформации. Исходными основаниями географического прогноза являются те факторы, или предикторы, от которых могут зависеть предстоящие перемены в геосистемах. Эти факторы имеют двоякое происхождение – природное (тектонические движения, изменения солнечной активности и др., а также процессы саморазвития ландшафта) и техногенное (гидротехническое строительство, хозяйственное освоение территории, мелиорации и т. д.).
Существует определенная связь между основаниями (факторами) прогноза и его пространственными и временными масштабами. Дальность подлинно комплексного географического прогноза ограничивается нашими более чем скромными возможностями предвидеть пути общественного и технического прогресса (писатели-фантасты в счет не идут). А это означает, что географические прогнозы за пределы обозримого будущего могут основываться только на учете самых общих природных факторов, таких, как тренд тектонических движений и большие климатические ритмы. Поскольку эти процессы отличаются широким радиусом действия, пространственные масштабы прогноза должны быть также достаточно широкими – глобальными или макроре-гиональными. Так, И. И. Краснов попытался наметить общепланетарные природные изменения климата на 1 млн. лет вперед, основываясь на изученных палеогеографических закономерностях. В. В. Никольская разработала региональный прогноз для юга Дальнего Востока на 1000 лет вперед, также опираясь на палеогеографические данные.
Прогноз на самые короткие сроки – в пределах года – основывается тоже на природных факторах, на ходе сезонных процессов. Например, по характеру зимы можно судить о ходе последующих весенних и летних процессов; от условий увлажнения данной осени зависят особенности вегетации растений весной следующего года и т. д. Учет техногенных факторов в данном случае мало актуален, так как их косвенное воздействие ощутимо скажется на структуре природного комплекса лишь через годы и даже десятилетия.
Возможность наиболее полного учета факторов предстоящих изменений в геосистемах, как природных, так и техногенных, реализуется при средне- и отчасти долгосрочном географическом прогнозировании, т. е. на ближайшие годы и десятилетия. Оптимальными территориальными объектами в этих случаях следует считать ландшафты и их региональные объединения порядка ландшафтных подпровинций, областей.
Географическое прогнозирование базируется на применении различных взаимодополняющих методов. Один из наиболее известных – экстраполяция, т. е. пролонгирование выявленных в прошлом тенденций на будущее. Но этот метод следует применять с осторожностью, так как развитие большинства природных процессов протекает неравномерно, а тем более недопустимо распространять на будущие современные темпы роста населения и производства, современные тенденции развития технологии и т. д.
Метод географических аналогий заключается в переносе закономерностей, установленных в каких-либо ландшафтах, на другие, но обязательно аналогичные ландшафты. Например, результаты наблюдений над влиянием существующих водохранилищ на прилегающие урочища и местности используются для прогноза возможных географических последствий от проектируемых водохранилищ в однотипных (например, таежных или пустынных) ландшафтах.
Метод ландшафтной индикации основан на использовании частных динамических признаков для суждения о предстоящих существенных переменах в структуре ландшафта. Например, понижение уровня озер, наступление леса на болота могут свидетельствовать о более общих трендах в развитии ландшафтов, связанных с усыханием климата или устойчивыми тенденциями тектонических движений. Для сверхкраткосрочного локального прогноза перспективно использование фенологических индикаторов. Известно, что между сроками наступления различных фенологических явлений существует достаточно устойчивая связь (фенологический лаг). Это дает возможность прогнозировать наступление ряда природных явлений по наблюдениям некоторых фенологических индикаторов (например, начало пыления ольхи или березы, цветения рябины или липы) с опережением до одной – пяти недель.
Как известно, между географическими явлениями нет такой жесткой детерминированности, какая существует в небесной механике или в часовом механизме, поэтому географический прогноз может быть только вероятностным (статистическим). Отсюда следует значение методов математической статистики, позволяющих выразить в численной форме корреляции между компонентами геосистем, цикличность процессов и их тренды на расчетные сроки прогноза.
Несколько лет назад как в ученых кругах, так и в среде широкой общественности вспыхнула бурная дискуссия вокруг предполагавшейся переброски части стока северных рек на юг. Взгляды как сторонников, так и противников «поворота» рек основывались не столько на строгих научных расчетах, сколько на эмоциях. Между тем перед нами типичная задача географического прогнозирования: требовалось ответить на вопрос о возможных негативных для природной среды последствиях в случае осуществления проекта. И некоторые географические коллективы работали над разрешением этого вопроса, хотя, к сожалению, результаты исследований остались практически недоступными для общественности. Проблема оказалась настолько объемной, что сколько-нибудь подробно изложить ее здесь невозможно. Ограничимся лишь одним примером.
Прежде всего, следует четко обозначить пространственные и временные масштабы подобного прогноза. По временным масштабам его можно определить как среднесрочный – в данном случае прогноз на ближайшие 10–20 лет или несколько дальше наиболее актуален и наиболее надежен. Что касается пространственных масштабов, то здесь может идти речь о всех трех уровнях.
Локальный прогноз затрагивает геосистемы, непосредственно примыкающие к гидротехническим сооружениям – плотинам, водохранилищам, каналам. Механизм локальных техногенных воздействий относительно прост, и его радиус действия охватывает преимущественно геосистемы на уровне урочищ. Основные его проявления – затопление и подтопление береговой полосы, размыв и всплывание торфяников, некоторое изменение местного климата (например, уменьшение годовой амплитуды температур на 1–2 °С). Эти изменения заметно скажутся в полосе шириной в сотни метров, но в разных ландшафтах по-разному. Например, на низменных заболоченных озерно-ледниковых равнинах, примыкающих к озерам Лача, Воже, Кубенское, уровень которых предполагалось повысить в случае осуществления проекта отъема части стока из бассейнов рек Онеги и Сухоны, все природные процессы, связанные с переувлажнением, усугубятся. В средней части отрезка долины Сухоны эффект подтопления почти не скажется, несмотря на заполнение долины водохранилищем: река врезана здесь на глубину 50–60 м и зеркало водохранилища оказалось бы на 10–20 м ниже бровки долины; берега сложены прочными верхнепермскими породами, так что их размыв не должен быть значительным. В верхней же части долины Сухоны, где расположена знаменитая вологодская пойма, ожидается снижение уровней весеннего половодья, сокращение продолжительности поемного затопления, понижение грунтовых вод, высыхание части поемных озер, деградация заливных лугов.
Все эти и многие другие конкретные локальные последствия гидротехнического строительства наиболее точно и подробно отражаются на прогнозной ландшафтной карте, передающей ожидаемое состояние урочищ на расчетный срок (например, к 2000 или 2010 г.). Но разработкой локального прогноза решение вопроса отнюдь не исчерпывается. Необходимо выяснить, не произойдет ли каких-либо неожиданных нарушений природных процессов в региональных масштабах, т. е. на территории, охватывающей бассейны рек-доноров, в частности Северной Двины, Онеги, Невы. Речь, следовательно, идет о территории нескольких ландшафтных провинций (Северо-Западной таежной, Двинско-Мезенской таежной и части соседних). Фактически же в прогнозный анализ приходится вовлекать природные процессы, охватывающие еще более обширные пространства. Изъятие части речного стока дает импульс цепным реакциям, которые могут затронуть систему взаимодействий между сушей, океаном и атмосферой.
Первым толчком в этой цепи процессов окажется недополучение окраинными арктическими морями (Белым и Баренцевым) ежегодно десятков кубических километров относительно теплой и пресной речной воды. Дальнейший эффект этого явления противоречивый: с одной стороны, уменьшение притока тепла должно стимулировать ледообразование, с другой – ослабление распреснения речным стоком морских вод приведет к увеличению их солености и, следовательно, ослабит ледообразование (соленая вода замерзает при более низких температурах, чем пресная). Оценить суммарный эффект этих двух противоположно направленных процессов крайне затруднительно, но примем худший вариант, т. е. усиление ледовитости. Теоретически это обстоятельство должно способствовать понижению температуры формирующихся над поверхностью окраинных морей воздушных масс. В свою очередь, поступая благодаря активной циркуляции атмосферы на сушу Европейского Севера, эти морские воздушные массы приведут к охлаждению климата в регионе (а также к сокращению количества осадков).
Такова чисто качественная, теоретическая схема. Если ж.е обратиться к некоторым цифрам, то окажется, что техногенно обусловленная составляющая рассмотренных процессов не идет ни в какое сравнение с природным фоном. На ледовый и температурный режим омывающих север Европы морей решающее влияние оказывает поток теплых вод из Северной Атлантики. Его средняя годовая величина составляет более 200 тыс. км 3 , тогда как весь объем годового речного стока в Северный Ледовитый океан равен 5,1 тыс. км 3 . Если бы величина изъятия речного стока достигла даже 200 км 3 (а проектом первой очереди предусматривалось 25 км 3), то это было бы на три порядка ниже притока (адвекции) атлантических вод. Только годовые колебания этого притока, т. е. возможные отклонения от среднего, достигают 14 тыс. км 3 , т. е. в десятки или сотни раз перекрывают объем предполагаемого изъятия стока из бассейнов северных рек. Таким образом, ожидать сколько-нибудь ощутимого регионального, а тем более глобального эффекта в данном случае нет оснований. Однако если построить аналогичные расчеты для системы бассейн Оби – Карское море, то мы получим существенно иные результаты, ибо там доля речного стока в формировании солевого, теплового и ледового режимов морских вод значительно выше, и можно ожидать более ощутимых изменений в климате прилегающей суши.
Прогноз вообще - это форма научного предвидения. Географический прогноз является научно обоснованным предвидением изменения природных и социально-экономических свойств территорий в обозримой перспективе. Из числа ученых, бывших у истоков географического прогнозирования, можно назвать И.Р. Спектора (1976. С. 192), который наиболее полно определил сущность этого научного направления. На его взгляд, «географический прогноз есть высказывание, фиксирующее с априорной оценкой вероятности и заданным временем упреждения состояния социально-экономических и природных систем, формирующихся на земной поверхности в характерных пространственно-временных интервалах».
Географическое прогнозирование как научное направление возникло в связи с крупным народно-хозяйственным планированием, связанным с освоением природно-ресурсного потенциала, и проведением экспертных оценок разрабатываемых проектов. Как утверждал Ю.Г. Симонов (1990), географическое прогнозирование зародилось в Московском университете в 70-е гг. XX в. Его основы разрабатывались Ю.Г. Саушкиным (1967, 1968), Т.В. Звонковой, М.А. Глазовской, К.К. Марковым, Ю.Г. Симоновым. Студентам-географам 5 курса МГУ читался объемный курс «Рациональное природопользование и географический прогноз». Т.В. Звонкова опубликовала учебное пособие «Географическое прогнозирование» (1987). Звонкова (1990. С. 3) считает, что «географическое прогнозирование - комплексная эколого-географическая проблема, где теория, методы и практика прогнозирования тесно связаны с охраной природной среды и ее ресурсов, планированием, экспертизой проектов». Географы 60-80-х гг. истекшего века
участвовали в разработке крупных природопреобразовательных проектов, их экспертизе, в составлении ситуационных прогнозов возможного изменения территориальных природно-хозяйственных комплексов в направлении их оптимизации. Географы были вовлечены в обоснование проектов переброски части водного стока рек Европейского Севера России в бассейны Азовского и Каспийского морей, реконструкции водного хозяйства так называемого Срединного региона, включавшего Западную Сибирь, Казахстан и Среднюю Азию. Примером принципиальной позиции географов может служить отрицательное заключение Института географии АН СССР на проект Нижне-Обской ГЭС. Как отмечал Симонов (1990. С. ПО-111), «цель географической оценки рационального природопользования... сводится к оптимизационной задаче - как изменить хозяйственные функции территории в лучшую сторону... оценке степени географической рациональности использования территории в этом случае...». Географическое прогнозирование предполагало: «установить границы изменения природы; оценить степень и характер ее изменения; определить дальнодействие эффекта антропогенного изменения и его направленность; определить во времени ход этих изменений, учитывая взаимосвязь и взаимодействие элементов природных систем и тех процессов, которые осуществляют эту взаимосвязь» (Там же. С. 109).
Географические прогнозы могут быть классифицированы по разным признакам. Они могут быть локальными, региональными, глобальными; краткосрочными, долгосрочными и сверхдолгосрочными; покомпонентными и комплексными; связанными с исследованием динамики природных, природно-хозяйственных и социально-экономических систем.
Особое место в мировой и отечественной географической литературе приобрели прогнозы глобального и рационального, но связанного с глобальными процессами прогнозирования. Толчок для прогнозов такого характера на периоды 20, 50 и 100 лет дали выводы участников Римского клуба. Не сразу, но озабоченность перспективами развития человечества в изменяющемся мире передалась отечественным ученым и общественным деятелям.
Глубокие основополагающие исследования динамики климата под влиянием природных факторов и хозяйственной деятельности людей выполнены М.И. Будыко. Проблема влияния деятельности человека на климат и в целом на окружающую среду им была сформулирована еще в 1961 г. В 1971 г. им был обнародован прогноз предстоящего глобального потепления, но он вызвал недоверие у климатологов. Изучая естественные изменения климата в геологическом прошлом, Будыко пришел к выводу о постепенной потере тепла земной поверхностью за счет снижения концентрации углекислого газа в атмосфере и о вероятном наступлении новой эпохи оледенения в предстоящие 10-15тыс. лет. Однако на изменение климата все возрастающее влияние оказывает деятельность людей. С ней связан рост производства энергии, увеличение содержания углекислого газа в атмосфере, изменения концентрации атмосферного аэрозоля. В работе 1962 г. Будыко отмечал, «что увеличение производства энергии от 4 до 10% в год может привести к тому, что не позже чем через 100 - 200 лет количество тепла, создаваемого человеком, будет сравнимо с величиной радиационного баланса всей поверхности континентов. Очевидно, что в таком случае произойдут громадные изменения климата на всей планете» (Будыко, 1974. С. 223).
Деятельность человека изменила направление процесса концентрации атмосферной углекислоты вместо уменьшения к заметному его увеличению. Парниковый эффект углекислого газа также ведет к разогреву приземного слоя воздуха. Противоположный процесс, ведущий к снижению температуры воздуха, связан с повышением запыленности атмосферы. Будыко были вычислены параметры влияния антропогенного аэрозоля на среднюю глобальную температуру приземного слоя воздуха. Результирующим эффектом сочетания трех указанных антропогенных факторов является «быстрое повышение планетарной температуры. Это повышение будет сопровождаться громадными изменениями климата, которые могут привести к катастрофическим последствиям для народного хозяйства многих стран» (Там же. С. 228) уже в ближайшие 100 лет. Подобное изменение климата Будыко рассматривал в качестве первого реального признака «глубокого экологического кризиса, с которым столкнется человечество при стихийном развитии техники и экономики» (Там же. С. 257). В последующих работах Будыко была развита концепция изменений климата и биосферных процессов на основе уточнения количественных параметров действующих факторов и проверки тесноты их связи по данным реальных наблюдений в различных широтах земного шара. Этой проблеме были посвящены книги Будыко «Климат в прошлом и будущем» (1980), «Эволюция биосферы» (1984). Под руководством Будыко были подготовлены коллективные монографии «Антропогенные изменения климата» (1987), «Предстоящие изменения климата» (1991), в которых были подтверждены прогнозы Будыко на последние десятилетия XX в. о повышении среднегодовой температуры воздуха в средних широтах на 1 °С по сравнению с доиндустриальным периодом и составлены прогнозы на XXI в. Согласно прогнозу, среднегодовая температура приземного слоя воздуха увеличится на 2 °С к 2025 г. и на 3 - 4 °С к середине XXI в. Наиболее существенный прирост температуры происходит в холодный период.
При значительном потеплении предполагается повышение влажности воздуха, увеличение объема выпадающих атмосферных осадков и в целом установление на территории России более благоприятной обстановки для развития биоты. Но в первые десятилетия наступившего века не исключено повышение частоты засух, возвратов холодов в весенний период, проявлений катастрофических атмосферных процессов.
Прогнозы Будыко основаны на учете тенденции увеличения концентрации в атмосфере углекислого и других парниковых газов с учетом анализа палеогеографической информации. На основе палеогеографических реконструкций аналогичные выводы о предстоящих изменениях ландшафтно-климатических условий в предстоящие периоды наступившего века были получены А.А. Величко и сотрудниками возглавляемой им лаборатории эволюционной географии Института географии РАН. Ожидаемое антропогенное повышение средней глобальной температуры в первое десятилетие века близко к ГС, в 2025-2030 гг. оно станет близким к 2 "С, а в середине века прирост температуры оценивается в 3 -4 °С (Величко, 1991). В центральных районах Русской равнины и Западной Сибири будет 94 наблюдаться рост суховеев, пыльных бурь, лесных пожаров (Величко, 1993). Будет происходить деградация вечной мерзлоты, увеличатся темпы повышения уровня Мирового океана, активизируется абразия берегов арктических и других морей (Каплин, Павлидис, Селиванов, 2000), будет постепенно происходить перестройка структуры ландшафтов, особенно в высоких широтах. Предстоящее потепление будет вначале напоминать климат атлантического оптимума голоцена, в дальнейшем - климат Микулинского межледниковья.
Величко (1992) выполнена детализация изменений ландшафтов европейской территории России и Западной Сибири в первую половину XXI в. по природным зонам. В частности, в Арктике наиболее вероятно потепление на 4 - 6 °С летом, до 6 - 8 °С зимой и увеличение атмосферных осадков на 100 - 200 мм. В этих условиях ландшафты арктических пустынь будут замещаться тундрами. Условия плавания по Северному морскому пути несравненно улучшатся; уже сейчас мощность арктических льдов на 30% уменьшилась, по сравнению с полувековой давностью. В зоне тундры предполагается уменьшение площади заболачивания, увеличение доли злаковой растительности, на южных пределах - все большее распространение деревьев.
В лесном поясе в европейском секторе в первые два-три десятилетия зимой и летом станет теплее на 1-3 °С и снизится объем выпадения атмосферных осадков до 50 мм. Уменьшится объем речного стока на -50-100 мм, или на 15% от нормы. К середине века будет наблюдаться еще более глубокое потепление, сопровождающееся увеличением увлажнения. Речной сток будет возрастать существенно, на 20%, увеличится агроклиматический потенциал. В Западной Сибири уменьшится площадь заболачивания.
В степной зоне зимой станет теплее на 3 - 5 °С, но лето может оказаться прохладнее; объем осадков увеличится на 200 - 300 мм. Злаковая растительность будет замещаться мезофильной, влаголюбивой, граница леса будет сдвигаться постепенно к югу. Агропромышленный потенциал к середине века может увеличиться на 40%. Общий вывод по представленному прогнозу относительно соотношения тепла и увлажнения основной территории России может быть выражен следующим образом: условия жизни людей станут более благоприятными. Прогнозы подобного типа относятся к числу вероятностных, то есть вероятны и иные выводы.
Согласно модели общей циркуляции атмосферы (Сиротенко, 1991), в случае потепления все природно-климатические зоны могут сместиться в сторону высоких широт. Южные регионы России могут оказаться в полосе воздействия тропических воздушных масс высокого давления и низкого увлажнения. А это означает снижение биологической продуктивности агроэкосистем на Северном Кавказе на 15%, в Поволжье на 17%, в Центральном черноземном районе на 18%, в Уральском районе на 22%. Этот вывод согласуется с «законом» А.И. Воейкова: «тепло на севере сухо на юге». Но этот «закон» противоречит выводам, полученным по палеогеографическим реконструкциям, и современным тенденциям одновременного повышения температуры и увеличения объема выпадающих осадков. Это дало основание В. Сун с соавторами (2001 С 15) заявить: «...мы все еще не способны достоверно предсказать климат будущего… Предложенные до сих пор сценарии изменений глобального климата можно интерпретировать лишь как условные численные эксперименты по чувствительности климата, но никак не прогнозы». Нужны новые серьезные исследования.
Более значительные последствия для людей может повлечь и влечет на самом деле изменение геохимической обстановки в среде их обитания, в характере изменений, происходящих в биосфере в целом. Во многих исследованиях отечественных и зарубежных ученых делаются выводы о грозящей экологической катастрофе, связанной с дисбалансом в функционировании биосферы. «Глобальная экологическая система, - констатировал В.М. Котляков (1991. С. 6, 7), - уже не может развиваться спонтанно. Необходима сознательная упорядочивающая и регламентирующая действия деятельность, гарантирующая выживание природы и человечества. Альтернативы нет: или Земля погибнет и мы вместе с ней, или мы выработаем и будем соблюдать некий научно-культурный кодекс поведения человечества. Выживание обеспечивается лишь разумным управлением глобальной природно-антропогенной геосистемой». И далее: «Сколько-нибудь разумный выбор управленческих решений немыслим без знаний о динамике природных процессов, их антропогенных трансформаций, о территориальном распределении ресурсов, населения, производства, о пределах устойчивости естественных и техногенных территориальных систем и об их сочетании в пространстве. Все это традиционный объект географии».
Именно озабоченностью о перспективах развития земной цивилизации был продиктован созыв Международной конференции ООН по окружающей среде и развитию с участием глав государств и правительств в Рио-де-Жанейро в 1992 г. и совещаний в последующие годы. Была провозглашена концепция устойчивого развития мировой системы на основе соблюдения законов природы, суть которого изложена в теории биологической регуляции окружающей среды В.Г. Горшкова (1990). Основное содержание теории Горшкова включает следующие положения. Биосфера обладает мощными механизмами стабилизации параметров окружающей среды благодаря замкнутой системе круговоротов веществ. Круговороты веществ на много порядков превосходят естественный уровень возмущений окружающей среды, что позволяет ей компенсировать неблагоприятные изменения путем размыкания круговоротов. Главное - определение порога устойчивости биосферы, при превышении которого нарушается устойчивость биоты и ее среды обитания. Установлено, что биосфера устойчива до тех пор, пока потребление первичной продукции человеком не превышает 1%, остальные 99% затрачиваются биотой на стабилизацию окружающей среды. Но, делают выводы ученые (Данилов-Данильян и др., 1996, Данилов-Данильян, 1997), порог потребления продукции биоты в 1% был превышен еще в начале XX в. Сейчас доля потребления первичной продукции составляет около 10%. При существующих темпах экономического развития и роста населения через 30 - 50 лет будет использоваться около 80% чистой биологической продукции. Биота и окружающая среда потеряли устойчивость, и экологическая катастрофа уже началась.
Чтобы стабилизировать условия развития человечества, необходимо выполнить как минимум три условия: численность населения Земли не должна превышать 1-2 млрд чел.; доля освоенной суши должна быть сокращена до 40, потом до 30% (без учета площади Антарктиды), сейчас освоение хозяйственной деятельностью суши составляет около 60%; экономический рост не должен нарушать основные свойства биосферы, ее устойчивость, в частности, должен быть снижен объем энергопотребления. «Есть все основания полагать, что биота имеет механизмы вытеснения тех видов, которые нарушают ее устойчивость... Это вытеснение уже началось... Нам необходимо изменить все: стереотипы, цели экономики, характер поведения, этику. Иначе биота... обеспечит свою устойчивость сама, скорее всего, разрушив часть самой себя вместе с человечеством... Слово "освоение" должно занимать в нашем лексиконе такое же место, как слова "война", "грабеж", "убийство". Надо принять законы, в которых призывы и действия, ведущие к дальнейшему освоению Севера, Сибири, Дальнего Востока, расценивались бы как самые серьезные преступления против народов России» (Данилов-Данильян, 1997. С. 33, 34).
Несоблюдение принципов устойчивости биосферы неминуемо ведет к социально-экологической катастрофе. Генетическое вырождение населения из-за загрязнений начнется не позднее конца первой - начала второй четверти текущего века. Ю.Н. Сергеев (1995) предрекает пик экологической катастрофы в России на 2050 - 2070 гг. К 2060 г. будет израсходовано 90% топливных ресурсов. К 2070 г. из-за токсикантов и недостатка продуктов питания численность населения на территории бывшего СССР сократится до 120 млн. чел., а продолжительность жизни - до 28 лет. Россия способна пережить социально-экологический кризис и перейти к устойчивому развитию, так как обладает необходимой этнической культурой и огромными земельными ресурсами (Мягков, 1995). Но это возможно не на основе рыночной экономики западного типа, а на принципах социально-экологических запретов (Мягков, 1996), По представлениям В.А. Зубакова (1996), выживание человечества и всего животного мира возможно только в результате мировой экологической революции. Главной ее целью должно быть сознательно и добровольно избираемое сокращение народонаселения мира до размеров, гарантирующих равновесное соотношение человечества с биосферой и, следовательно, радикальное решение всех экономических проблем. Главной социальной силой должны стать женщины, что должно проявиться в восстановлении некоторых элементов матриархата в образе жизни людей. Главной целью женщин в обществе будущего должен быть не процесс рождения детей сам по себе, а воспитание достойного члена общества.
Много и продуктивно проблемами глобального развития занимается К.Я. Кондратьев (1997, 1998, 2000). На его взгляд, не все до конца ясно в причинах современного потепления. Антропогенная причина этого процесса возможна, но не доказана. Прекращение роста населения и использования природных ресурсов желательно. Подлинной глобальной катастрофой может оказаться нарушение замкнутости круговоротов, уже приводящее к разрушению биосферы. Необходим поиск новой социально-экономической парадигмы развития «на основе беспрецедентно широкой кооперации специалистов в области наук о природе и обществе» (Кондратьев, 2000. С. 16) в обстановке глобального партнерства «в условиях демократии, уважения к людям и согласия между государствами» (Кондратьев, 1997. С. 11).
Иные взгляды на экологические проблемы, более оптимистичные для человеческого общества, развивает Ю.П. Селиверстов. По его мнению, «вклад человека в пополнение атмосферы углекислым газом, озоном и другими летучими соединениями по сравнению с природными процессами скромен и не представляет опасности для цивилизации. Загрязнение пока не создает реальной угрозы планете в целом и ее отдельным геосферам, однако элементы глобального экологического риска все же существуют...» (Селиверстов, 1994. С. 9). Биосфера не потеряла способности нейтрализовать отходы человеческой деятельности. Человечеству следует не перекраивать среду, а приспосабливаться к ритмам природных процессов. «Глобального экологического кризиса нет, как не существует он и в масштабах Российской Федерации. Имеется риск региональных экологических кризисов, отчасти уже проявившихся... Надо трезво смотреть на вещи - максимально прекратить вмешательства в природные процессы и явления, быть к ним внимательнее, чтобы они не застали людей врасплох, не делать поспешных выводов из наблюдаемого, особенно не осуществлять не оцененных по последствиям мероприятий по "исправлению" природно-обусловленных закономерностей и их земных воплощений. Давно известно, что лучше природы не сделаешь, а хуже - почти всегда... Человечеству пора погасить антропоцентрическую манию величия и вседозволенности, понять свое место в окружающем мире, который его породил и выпестовал не для экспериментов по его мнимому совершенствованию, покорению и уничтожению» (Селиверстов, 1995. С. 41, 42, 43). Геоэкология, по мнению Селиверстова (1998. С. 33), - это наука о компромиссах между природопользованием и экологией. «Поиск главного компромисса современности состоит в справедливой и однозначной оценке состояния окружающей среды, степени ее затронутое и ущербленности неестественными процессами и явлениями, в предоставлении возможностей реабилитации среды и возврата ее (или приближения) к природному мотиву эволюции - восстановлении гармонии в природе при прогрессе человечества».
Крупным исследователем антропогенеза и цивилизационного развития, мыслителем, носителем Разума в высшем его предназначении был Никита Николаевич Моисеев (1920-1999). Моисеев, математик, академик, внес большой вклад в понимание взаимозависимых процессов, происходящих в биосфере с учетом влияния человеческой деятельности. Под руководством Моисеева была создана самая совершенная в стране система математических моделей «Гея» в Вычислительном центре АН СССР, с помощью которой были проведены уникальные эксперименты поведения биосферы при различных вариантах нарушения ее естественного развития. Основные выводы, полученные в этих экспериментах и использованные для теоретических построений, изложены Моисеевым в книгах «Экология человечества глазами математика», «Человек и ноосфера» и ряде основополагающих статей. В частности, были просчитаны последствия ядерной войны. Полученные выводы подтверждены независимыми исследованиями американских ученых, и они оказали существенное влияние на смягчение международного противостояния главных ядерных держав. В арсенал геополитиков вошло понятие «ядерной зимы». «Результаты заставили нас увидеть совершенно иначе возможные последствия ядерной войны, записал Моисеев (1988. С. 73, 74, 85). - Стало ясно, что ядерный конфликт приведет не к локальным похолоданиям и мраку под пологом отдельных 488 сажевых облаков, а к "глобальной ядерной ночи", которая продлится около года. Расчеты на компьютере показали: Землю окутает тьма. Сотни миллионов тонн грунта, поднятого в атмосферу, дымы континентальных пожаров - зола и главным образом сажа горящих городов и лесов сделают наше небо непроницаемым для солнечного света... Уже в первые недели средняя температура Северного полушария упадет на 15 - 20 °С ниже ординара. Но в отдельных местах (например, в Северной Европе) падение достигнет 30 и даже 40 - 50 °С... Поскольку практически на всей поверхности материков температуры окажутся отрицательными, то все источники пресной воды замерзнут, а урожай почти на всем земном шаре погибнет. К этому надо добавить еще и радиацию, интенсивность которой на огромных территориях превзойдет смертельную дозу. В этих условиях человечеству не дано будет выжить». Эксперименты, проведенные в СССР и США, перевели ядерное оружие, по выражению Е.П. Велихова, из инструмента политики в инструмент самоубийства.
Математические модели позволили проследить эволюцию биосферы и при «обычном поведении» человечества, и выводы не вызывают оптимизма. Планетарный кризис неизбежен. «И становится все более очевидным, что преодолеть надвигающийся кризис техническими средствами невозможно. Безотходные технологии, новые методы переработки отходов, очистка рек, повышение норм здравоохранения могут лишь облегчить кризис, отсрочить его наступление, дать человечеству тайм-аут для отыскания более кардинальных решений... Следует понять: равновесие биосферы уже нарушено, и процесс этот развивается по экспоненте. И перед человечеством встают вопросы, с которыми оно никогда ранее не встречалось» (Моисеев, 1995. С. 44, 49). Восстановить нарушенное равновесие теми методами, которыми мы владеем сегодня, убеждал Моисеев, невозможно. У человечества есть альтернатива восстановления равновесия: «либо перейти к полной автотрофности, то есть поселить человека в некой техносфере, либо уменьшить антропогенную нагрузку в 10 раз» (Там же. С. 45). Необходима иная стратегия человечества, способная «обеспечить коэволюцию человека и окружающей среды. Ее разработка мне представляется самой фундаментальной проблемой науки за всю историю человечества. Может быть, вся наша общая культура - всего лишь подготовительный этап для решения этой задачи, от успеха решения которой зависит и сам факт сохранения нашего вида в биосфере... Необходима более глубокая моральная перестройка самого духа, самого смысла человеческой культуры» (Там же. С. 46, 51). Коэволюция человека и биосферы - это обеспечение такого поведения человека, которое бы не разрушало биосферу, ее основ. Зависимость человека от природы не уменьшается, а напротив - возрастает. Человек должен жить в согласии с природой. Моисеев провозгласил «экологический императив» - приоритет законов природы, к которым человек обязан приспособить свои действия. Экологический императив Моисеева - это некоторое множество свойств окружающей среды, изменение которых человеческой деятельностью недопустимо ни при каких условиях. Отсюда следует одна из задач географии - изучение пределов возможной трансформации биосферы, которое бы не привело к необратимым для человека последствиям. Моисеев провозгласил необходимость создания нового нравственного императива уважительного отношения не только к природе, но и людей друг к другу
Человечество не имеет перспективы, развиваясь по европейско-американской модели общества потребления. Главная задача науки - сформулировать систему запретов и способов их реализации. Необходима жесткая система регламентации рождаемости. Население должно быть уменьшено в 10 раз. «Регламентация роста народонаселения, конечно, не даст десятикратного сокращения численности обитателей планеты. Значит, наряду с умной демографической политикой, необходимо создавать новые биогеохимические циклы, то есть новый круговорот веществ, в который войдут прежде всего те виды растений, которые более эффективно используют чистую солнечную энергию, не приносящую планете экологический вред» (Моисеев, 1998. С. 10). «Будущность человечества, будущность Homo sapiens как биологического вида в решающей степени зависит от того, насколько глубоко и полно мы сможем понять содержание "нравственного императива" и насколько человек окажется способным принять его и следовать ему. Это и есть, как мне кажется, узловые проблемы современного гуманизма. Я убежден, что в ближайшие десятилетия уровень их осознания сделается одной из важнейших характеристик цивилизации» (Моисеев, 1990. С. 248).
Человека, строящего будущее и жаждущего поиска, интересуют в первую очередь не сюрпризы, а то, что более или менее поддается расчету, прогнозу.
Михай Шимаи
Сущность и факторы географического прогнозирования
С общенаучных позиций прогноз чаще всего определяют как гипотезу о будущем развитии объекта. При этом имеется в виду, что прогнозировать можно развитие самых разнообразных объектов, явлений и процессов: развитие науки, отрасли хозяйства, социального или природного явления. Особенно распространены в наше время демографические прогнозы увеличения численности населения, социально-экономические прогнозы возможности удовлетворения растущего населения Земли продуктами питания и экологические прогнозы будущей среды жизни человека. Если человек не может воздействовать на объект прогнозирования, такой прогноз называют пассивным (например, прогноз погоды).
Прогноз также может заключаться в оценке будущего хозяйственного и природного состояния какой либо территории на 15-20 лет вперед. Предвидя, например, неблагоприятную ситуацию, можно своевременно изменить ее, запланировав экономически и экологически оптимальный вариант развития. Именно такой активный прогноз, подразумевающий обратные связи и возможности управления объектом прогнозирования, свойствен географической науке. При всем различии целей прогноза для современной географии и географов нет более важной общей задачи, чем разработка научно обоснованного прогноза будущего состояния географической среды на основе оценок ее прошлого и настоящего. Именно в условиях высоких темпов развития производства, техники и науки человечество особенно нуждается в такого рода опережающей информации, так как из-за отсутствия предвидения наших действий и возникла проблема взаимоотношений человека с окружающей средой.
В самом общем виде географическое прогнозирование -
это специальное научное исследование конкретных перспектив развития географических явлений. В его задачу входит определение будущих состояний интегральных геосистем, характера взаимодействий природы и общества.
В географическом исследовании используются, прежде всего, преемственные связи временного, пространственного и генетического характера, так как именно для этих связей характерна причинность - важнейший элемент прогнозирования событий и явлений даже высокой степени случайности и вероятности. В свою очередь, сложность и вероятностный характер являются специфическими чертами геопрогнозирования. Основные операционные единицы географического прогнозирования - пространство и время - рассматриваются в сопоставлении с целью и объектом прогноза, а также с местными природно-хозяйственными особенностями конкретного региона.
Успешность и надежность географического прогноза определяются многими обстоятельствами, в том числе правильностью выбора главных факторов и методов , обеспечивающих решение проблемы.
Географическое прогнозирование состояния природной среды многофакторно, и эти факторы физически разные: природа, общество, техника и т. д. Надо проанализировать эти факторы и выбрать те из них, которые в какой-то степени могут контролировать состояние среды - стимулировать, стабилизировать или ограничивать неблагоприятные или благоприятные для человека факторы ее развития.
Эти факторы могут быть внешними и внутренними. Внешние факторы - это, например, такие источники воздействия на природную среду, как карьеры и отвалы вскрышных пород, полностью уничтожающие природный ландшафт, дымовые выбросы из заводских труб, загрязняющие воздух, промышленные и бытовые стоки, поступающие в водоемы, многие другие источники воздействия на среду. Размеры и силу воздействия таких факторов можно заранее предусмотреть и заблаговременно учесть в планах охраны природы данного региона.
К внутренним факторам относятся свойства самой природы, потенциал ее компонентов и ландшафтов в целом. Из компонентов природной среды, вовлекаемых в процесс прогнозирования в зависимости от его целей и местных географических условий, главными могут стать рельеф, горные породы, водные объекты, растительность и т. д. Но часть этих компонентов на прогнозируемый срок, например на 25-30 лет вперед, практически не меняется. Так, рельеф, горные породы, а также процессы медленного тектонического опускания или поднятия территории можно считать относительно постоянными факторами развития природной среды. Относительная устойчивость этих факторов во времени позволяет использовать их как фон и каркас прогноза.
Другие значительно более динамичные факторы, например пыльные бури, засуха, землетрясения, ураганы, сели, имеют в географическом прогнозировании значение вероятностных величин. В конкретных условиях сила их воздействия на ландшафт и процесс хозяйственной деятельности будут зависеть не только от них самих, но и от устойчивости природного фона, на который они воздействуют. Поэтому, прогнозируя, географ оперирует, например, показателями расчленения рельефа, растительного покрова, механического состава почв и многих других компонентов природной среды. Зная свойства компонентов и их взаимные связи, различия в реакции на внешние воздействия, можно заблаговременно предусмотреть ответную реакцию природной среды, как на ее собственные параметры, так и на факторы хозяйственной деятельности. Но, даже отобрав не все, а лишь главные природные компоненты, наиболее отвечающие решению задачи, исследователь все же имеет дело с очень большим числом параметров взаимоотношений каждого из свойств компонентов и видов техногенных загрузок. Поэтому географы ищут интегральные выражения суммы компонентов, т. е. природной среды как целого. Таким целым является естественный ландшафт с его исторически сложившейся структурой. Последняя выражает как бы «память» развития ландшафта, длинный ряд статистических данных, необходимых для прогнозирования состояния природной среды.
Многие считают, что показателем устойчивости ландшафта к внешним нагрузкам, особенно к загрязнению, может служить степень разнообразия его морфогенетической структуры. При увеличении разнообразия природных комплексов и слагающих его компонентов в природных комплексах усиливаются процессы регуляции и поддерживается устойчивость. Устойчивость могут нарушать экстремальные природные процессы и антропогенные нагрузки, превышающие потенциальные возможности ландшафта.
Антропогенные факторы, как правило, снижая разнообразие ландшафта, уменьшают его устойчивость. Но антропогенные факторы могут также увеличивать разнообразие и устойчивость ландшафта. Так, устойчивость ландшафта пригородных зон с парками, садами, прудами, т. е. территорий достаточно разнообразных по структуре и происхождению, выше, чем была раньше, когда здесь господствовали поля с сельскохозяйственными монокультурными посевами. Наименее устойчивы естественные ландшафты с простой однообразной структурой, развивающиеся в условиях крайних значений температуры и влаги. Такие ландшафты свойственны, например, зонам пустынь и тундры. Потенциальная неустойчивость этих территорий ко многим видам техногенных нагрузок усиливается неполнотой их природных комплексов - отсутствием на многих участках почвенного и растительного покрова или его маломощностью.
С общенаучных позиций прогноз чаще всего определяют как гипотезу о будущем развитии объекта . В случае если человек не может воздействовать на объект прогнозирования, такой прогноз называют пассивным (например, прогноз погоды). Активный прогноз подразумевает обратные связи и возможности управления объектом прогнозирования. Такой прогноз свойствен географической науке.
В самом общем виде географическое прогнозирование – это специальное научное исследование конкретных перспектив развития географических явлений. В его задачу входит определение будущих состояний интегральных геосистем, характера взаимодействий природы и общества.
Основные операционные единицы географического прогнозирования – пространство и время – рассматриваются в сопоставлении с целью и объектом прогноза, а также с местными природно-хозяйственными особенностями конкретного региона. Успешность и надежность географического прогноза определяются многими обстоятельствами, в том числе правильностью выбора главных факторов и методов, обеспечивающих решение проблемы.
Географическое прогнозирование состояния природной среды многофакторно, и эти факторы физически разные: природа, общество, техника и т. д. Эти факторы могут быть внешними и внутренними.
Классификация прогнозов по аспектным признакам (по В. А. Лисичкину )
| Признаки | Типы прогнозов и их характеристика |
| Отношение специалистов, разрабатывающих прогноз (предиктора) к объекту прогноза | Активные (конструктивные и деструктивные) – предиктор воздействует на объект прогноза Пассивные – предиктор не вступает во взаимодействие с объектом |
| Цель прогноза | Конфирмативные (утвердительные) – подтвердить или опровергнуть гипотетические представления об объекте Планификационные – создать фундамент для планирования |
| Назначение прогноза | Общего назначения Специального назначения Управленческие – для решения относительно управления объектом |
| Степень осознанности и обоснованности | Интуитивные – сделанные на основе неосознанных методов Логические – имеющие логическое обоснование методов |
| Форма выраженности результатов прогноза | Количественные – с исчисленными параметрами Качественные – без количественных выражений |
| Система знаний, на которых основан метод прогнозирования | Бытовые – основаны на простом повторении событий Научные – на основании законов, действующих в мире |
| Метод прогнозирования | Получаемые общенаучными методами Получаемые интернаучными методами Получаемые специальными научными методами |
| Количество методов | Симплексный – применен один метод Дуплексный – применено два метода Комплексный – применено более двух методов |
| Время упреждения прогнозируемого события | Долгосрочные: экономические (10 – 13 лет), развития науки и техники (5 – 7 лет), погоды (10 – 100 суток), гидрологические (10 – 30 суток), морской (10 суток), лавин (2 – 5 суток) Среднесрочные – соответственно 2 – 5 лет, 3 – 5 лет, 3 – 10 суток, до 1 суток, 15 – 48 часов Краткосрочные – соответственно: до 2 лет, 1 – 3 года, 1 – 2 суток, до 1 суток, 1 – 24 часа, 2 – 15 часов |
| Характер процесса прогнозирования | Непрерывные Дискретные |
| Природа объекта прогноза | Естественнонаучные и научно-технические Экономические, социальные и политические Природных ресурсов |
| Структура объекта прогнозирования | Однозначно детерминированные Вероятностные |
| Устойчивость объекта во времени | Стационарных объектов Нестационарных объектов |
| Масштабность объекта прогнозирования | Сублокальные Локальные Суперлокальные Субглобальные Глобальные Суперглобальные |
| Число прогнозируемых объектов | Сингулярные – прогнозы одного объекта одного масштаба Бинарные – прогнозы двух объектов одного масштаба Мультиплетные – прогнозы более двух объектов одного масштаба |
| Характер связи прогнозируемого объекта с другими объектами | Условные – прогнозы событий, которые произойдут при условии, если произойдут другие события Независимые – произойдут независимо от других |
Разработка географических прогнозов представляет собой последовательность нескольких логически взаимосвязанных этапов , включающих:
1. Постановку цели и задач исследования.
2. Определение хронологических и территориальных рамок исследования.
3. Сбор и систематизация всей информации о функционировании и развитии территориальных систем и их функциональных подсистем.
4. Построение «дерева целей», выбор методов прогнозирования, выявление ограничений и инерционных аспектов развития прогнозируемого объекта или процесса.
5. Разработка частных географических прогнозов: природных ресурсов, территориальной организации производительных сил, межотраслевых комплексов, население и системы расселения и т. п.
6. Синтез частных географических прогнозов.
7. Разработка основных вариантов прогноза.
8. Построение предварительного прогноза.
9. Экспертиза и составление окончательного прогноза.
10. Корректировка прогноза.
11. Использование результатов прогнозирования для решения теоретических и практических задач географии.
Основное назначение географического прогнозирования заключается в получении достоверных данных о будущем состоянии природных и социально-экономических территориальных систем, обеспечение лиц и организаций, принимающих решения информацией, необходимой для перспективной оценки условий жизни человека и размещения производства.
При составлении географического прогноза должны исследоваться два основных вопроса – как человек воздействует на природу и как измененная человеком природа влияет на его жизнь и на производство в будущем. В соответствии с этим перед географическим прогнозированием стоит задача выявления тенденций развитии ландшафтной оболочки Земли в целом и ее отдельных регионов и компонентов под влиянием трех основных факторов - абиогенных, биогенных и антропогенных .